ارزیابی ژنوتیپ‌های عدس (Lens culinaris) برای کشت پاییزه در مناطق سرد معتدل در شرایط مزرعه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

2 استاد دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی

3 استاد گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه فردوسی مشهد

4 عضو هیات علمی پژوهشکده علوم گیاهی دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

سابقه و هدف: در ایران، مناطق کشت عدس عمدتاً در نواحی کوهستانی و مرتفع با زمستان‌های سخت واقع شده است که با توجه به حساسیت ارقام مورد کشت به سرما و یخ‌بندان، کشت پاییزه آن مقدور نمی‌باشد لذا، غالباً کاشت آن در بهار و به‌صورت دیم انجام می‌شود. کشت بهاره عدس در این مناطق به‌دلیل کشت بذر در خاک نسبتاً سرد اواخر زمستان تا اوایل بهار با خطر کاهش سبز شدن مواجه است. همچنین قطع بارندگی قبل رسیدن گیاه به مرحله زایشی و نیز پراکنش نامناسب بارندگی سبب تخلیه رطوبتی خاک شده و گیاه در حساس‌ترین مراحل رشد با شرایط نامساعد محیطی مواجه می‌شود که این عوامل سبب کوتاهی طول دوره رشد گیاه، کاهش زیست‌توده و درنهایت کاهش عملکرد گیاه می‌شود. با جایگزینی کشت پاییزه عدس به‌جای کشت بهاره، به دلیل بهره‌گیری مؤثر از عوامل محیطی ازجمله نزولات جوی، می‌‌توان به نحو مطلوبی عملکرد دانه را افزایش داد. نتایج یک تحقیق در ایران نشان داد با کاشت پاییزه ژرم‌پلاسم‌های متحمل به سرما می‌توان به عملکردی دو تا شش برابری نسبت به کشت بهاره دست یافت (3). مهم‌ترین عامل محدودکننده کشت عدس در پاییزه تنش سرما و یخ‌زدگی است. شناسایی ارقام متحمل به سرما ازجمله راهکارهای مناسب جهت موفقیت در کشت پاییزه عدس بشمار می‌آید، به همین ‌جهت این آزمایشدر به‌منظور به‌گزینی ژنوتیپ‌های عدس متحمل به سرما در شرایط مزرعه طراحی و اجرا شد.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه، تحمل به سرمای 253 ژنوتیپ‌ عدس در سال زراعی 94-95 در مزرعه تحقیقاتی پژوهشکده علوم گیاهی دانشگاه فردوسی مشهد در قالب آزمون ارزیابی مقدماتی (آگمنت) بررسی شد. کشت در نیمه اول آبان ماه انجام شد و گیاهان در طی دوران رشد رویشی، 40 روز دمای زیر صفر درجه سانتی‌گراد را تجربه کردند. حداقل درجه حرارت در طی این دوره 9/5- درجه سانتی‌گراد بود. برای بررسی تحمل به سرمای ژنوتیپ‌ها از روش مقیاس‌بندی بر اساس درصد بقاء استفاده شد. 253 ژنوتیپ مورد مطالعه در چهار گروه به ترتیب بسیار مقاوم به سرما (75-100 درصد)، مقاوم به سرما (50-74 درصد)، متحمل به سرما (25-49 درصد) و حساس به سرما (0-24 درصد) مقیاس‌بندی شدند. در طول فصل رشد مراحل فنولوژیک گیاهان (شامل روز از کاشت تا گلدهی و رسیدگی) و درصد بقاء تحت تأثیر سرمای زمستانه ثبت شد و در پایان فصل رشد صفات مورفولوژیک، عملکرد و اجزای عملکرد در پنج بوته که به‌صورت تصادفی برداشت شدند، اندازه‌گیری و ثبت شد.
یافته‌ها: ژنوتیپ‌ها از نظر تحمل به سرما متنوع بودند و گستره درصد بقاء بین آن‌ها از صفر تا 100 درصد متغیر بود. 23 ژنوتیپ (نه درصد) دارای بقاء بالاتر از 75 درصد بودند و به عنوان ژنوتیپ‌های بسیار مقاوم به سرما طبقه‌بندی شدند. بالاترین درصد بقاء (100 درصد) در ژنوتیپ MLC8 دیده شد. بالاترین عملکرد دانه (88 گرم در مترمربع) و عملکرد زیست‌توده (535 گرم در مترمربع) در ژنوتیپ‌ MLC415 مشاهده شد. بیشترین ارتفاع بوته در ژنوتیپ ‌MLC291 (41 سانتی‌متر) مشاهده شد. بیشترین تعداد غلاف پر (83 غلاف در بوته) در ژنوتیپ MLC218 و بیشترین غلاف پوک (72 غلاف در بوته) در ژنوتیپ MLC72 مشاهده شد.
نتیجه‌گیری: بر اساس نتایج و با توجه به تنوع بین 253 ژنوتیپ‌ عدس از نظر تحمل به سرمای زمستانه، 23 ژنوتیپ متحمل به سرما که دوران رشد رویشی و زایشی آن‌ها بیشترین تحمل به سرما را دارا بودند به‌گزینی شد. باوجوداین و به دلیل عدم وقوع سرماهای شدید در زمستان این سال، تداوم آزمایش جهت به‌گزینی نمونه‌های متحمل‌تر به سرما ضروری به نظر می‌رسد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of lentil (Lens culinaris) genotypes for autumn sowing in cold temperate regions under field conditions

نویسندگان [English]

  • Nasim Gholami Rezvani 1
  • Ahmad Nezami 2
  • Mohamad Kafi 3
1 Faculty of Agriculture , Ferdowsi University
2 Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad
3 professor, Department of Agronomy and plant breeding, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad.
چکیده [English]

Abstract
Background and objectives: In Iran, lentil cultivation areas are located mainly in the highlands with hard winters as for the susceptibility of cultivated, autumn sowing is impossible. Therefore, the cultivation is usually done in spring and rain fed. Sowing in low soil temperature in end of winter is one of the problems of spring cultivation in these areas. also, the stop of rainfall before the reproductive stage as well as the inappropriate distribution of rainfall causes moisture depletion of the soil and the most sensitive stages of growth faces with unfit environmental conditions. These factors decrease plant growth, the biomass yield and eventually grain yield. Grain yield can be increased by replacement lentil cultivation in autumn instead of spring cultivation with effectively using of environmental factors such as atmospheric precipitation. Autumn sowing lentil cold tolerant genotypes in Iran showed that this genotypes more effective than spring sowing (3). Cold and freezing are the most important factor limiting lentil cultivation in autumn crop. Identification lentil genotypes with cold tolerance potential is one of the suitable strategies for success in autumn lentil cultivation. Therefore, this experiment was designed to select cold tolerant genotypes of lentil in field conditions.
Materials and Methods: In this study, the cold tolerance of 253 lentil genotypes were evaluated in 2015-2016 on Research Center for Plant Sciences, Ferdowsi University of Mashhad based on augmented designs. Planting was done in the early in November and the plants were exposed to the temperature below 0 °C for 40 days during the vegetative stage. The lowest temperature during this period was -5.9 °C. The cold tolerance of genotypes, was evaluated by a scaling method based on survival rate. The 253 lentil genotypes were classified into four groups of highly resistant to cold (100- 75%), cold resistant (74-50%), tolerant to cold (25-49%) and cold-sensitive (24-24%), respectively. During the growing season, the phonologic stages of the plants (days from sowing to flowering and flowering to maturity) and the survival percentage were recorded under winter cold. At the end of the growth season, in five randomly harvested plants, Morphological traits, yield and yield components were measured and recorded.
Results: Lentil genotypes showed the different cold tolerance and survival percentage (SU %) was between 0 to 100%. 23 genotypes (9 percent) Survived higher than 75% and were classified as highly resistant to cold. The highest survival percentage (100%) was observed in MLC8. The maximum grain yield (88 g.m-2) and biomass yield (535 g.m-2) were obtain from MLC415. The highest length in plant (41 cm) was observed in MLC291. The maximum number of filled pods (83 filled pods per plant) in MLC218 and the maximum hollow pods (72 hollow pods per plant) were observed in MLC72.
Conclusion: Based on this results, 23 cold tolerant genotypes among 253 lentil genotypes were identified and selected for autumn sowing. It seems that by identifying cold resistant genotypes and improvement of vegetative and reproductive growth periods in autumn cultivation, it can be expected that crop yield will improve in autumn cultivation. However due to mild winter, further experiment is necessary for identification of cold hardy lentil genotypes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Augmented
  • Freezing
  • Survival
  • Yield
1. Bagheri, A.R. Nezami, A., and Hojjat,
S.S. 2004. Evaluation of cold tolerance
in lentil for fall planting in the highlands
of Iran.p.187. Final report of research
project, Ferdowsi University of
Mashhad. (In Persian)
2. Bagheri, A.R., Nezami, A., and Soltani,
M. 2000. Breeding for Stress Tolerance
in Cool Season Food Legumes.
Agricultural Research, Education and
Extension Organization Press, 446 p.
(Translated in Persian).
3. Bridger, G.M., Falk, D.E., Mckersie,
B.D., and Smith, D.L. 1996. Crown
freezing tolerance and field winter
survival of winter cereals in eastern
Canada. Crop. Sci., 36: 150-157.
4. Barrios, A., Aparicio, T., Rodríguez,
M.J., de la Vega, M.P., and Caminero,
C. 2016. Winter sowing of adapted lines
as a potential yield increase strategy in
lentil (Lens culinaris Medik.). Span. J.
Agric. Res., 14(2): 0702.
5. Elsaleh, Y., Ozcan, M.T., and Erskine,
W. 1999. Factors effecting lentil harvest
mechanization. 7th International
Congress on Agricultural Mechanization
and Energy, 26-27 May, Adana, Turkey.
6. Erskine, W., Meyveci, K., and Izg, N.
1981. Screening of world lentil
collection for cold tolerance. Lens
News., 8: 5-9.
7. Hojjat, S.S., and Galstyan, M.H. 2014.
Study of economic-ecological results of
cold resistance sort of the Lentil world
collection under Highlands of Islamic
Republic of Iran. Intl. J. Agri. Crop.
Sci., 7(14): 1364-1370.
8. Hojjat, S.A., Bagheri, A.R., and Nezami,
A. 2007. Evaluation of lentil germplasm
for cold tolerance in order to fall in
highlands of Iran. J. Agri. Sci., 1: 19-31.
9. Kantar, F., Hebblethwaite, P.D., and
Pilbeam, C.J. 1994. Studies on the
establishment of white-flowered faba
bean (Vicia faba). J. Agric. Sci., 123(3):
341–348.
10. Keating, J.D.H., Summerfield, R.J.,
Kusmenoglu, I., and Halila, M.H. 2000.
Autumn sowing of lentil in
Mediterranean highlands: lessons for
chickpea. Linking Research and
Marketing Opportunities for Pulses in
the 21st Century. Pp. 279-288.
11. Liang, Y., Zhu, J., Li, Z., Chu, G., Ding,
Y., Zhang, J., and Sun, W. 2008. Role of
silicon in enhancing resistance to
freezing stress in two contrasting winter
wheat cultivars environ. Exp. Bot., 64:
286–294.
12. Lopez-Bellido, F.J., Lopez-Bellido, R.J.,
Kasem Khalil, S., and Lopez-Bellido, L.
2008. Effect of planting date on winter
kabuli chickpea growth and yield under
rainfed Mediterranean conditions.
Agron. J., 100(4): 954- 964.
13. Najib Niya, S., Nezami, A., Bagheri,
A.R., and Porsa, H. 2009. Study of
phonological and morphological
characteristics of chickpea (Cicer
arietinum L.) cold tolerant genotypes in
fall planting. Iranian J. Field Crops Res.,
6(1): 183-192. (In Persian)
14. Roy, C.D., Tarafdar, S., Das, M., and
Kundagrami, S. 2012. Screening lentil
(Lens culinaris Medik.) Germplasms for
heat tolerance. Biosci. Trends., 5: 143–
146.
15. Xin, Z., and Browse, J. 2000. Cold
comfort farm: The acclimation of plants
to freezing temperatures. Plant Cell
Environ. 23: 893–902.
16. Yazdi Samadi, B., and Peighambari,
S.A. 2000. Effect of sowing dates and
seed rate on agronomic characteristics of
lentil (Lens culinaris Medik.) in Karaj.
Iran. J. Sci., 31(4): 667-675. (In Persian)
17. Yazdi Samadi, B., Majnoon-Hoseyni,
N., and Peighambari, S.A. 2004.
Evaluation of cold hardiness in lentil
genotypes (Lens culinaris Medik.). Seed
Plant J., 20(1): 23-37. (In Persian).
18. Zhang, X., Wan, S., Hao, J., Hu, J.,
Yang, T., and Zong, X. 2016. Largescale
evaluation of pea (Pisum sativum
L.) germplasm for cold tolerance in the
field during winter in Qingdao. Crop. J.,
4: 377-383.